Forum » Šola » naloga - vesoljska postaja in astronavt
naloga - vesoljska postaja in astronavt
mali_kmet ::
Pozdravljeni!
Nujno rabim pomoč pri rešitvi spodnje naloge, ki jo moram rešiti do konca tega tedna in predstaviti v obliki seminarja. Meni se zdi, da manjka nekaj podatkov, ampak vseeno, če se komu sanja kako rešiti to nalogo, naj mi prosim pomaga.
Hvala.
Astronavt z maso 110kg se odpravi iz vesoljske postaje (space walk). Ko začne opravljati
sprehod po vesolju ugotovi, da se je pozabil pripeti na vrv, ki bi povezovala vesoljsko postajo in
astronavta. Ostal pa je še povezan s komunikacijskim kablom dolžine 100m. Komunikacijski kabel
se strga pri sil 5N. Izračunaj ali se bo kabel strgal ali ne? Predpostavi da je višina orbite veliko
manjša kot pa je radij Zemlje. Predpostavi še, da Zemlja, vesoljska ladja in astronavt ležijo na
premici in, da se astronavt nahaja na večji razdalji od Zemlje kot vesoljsko plovilo.
Nujno rabim pomoč pri rešitvi spodnje naloge, ki jo moram rešiti do konca tega tedna in predstaviti v obliki seminarja. Meni se zdi, da manjka nekaj podatkov, ampak vseeno, če se komu sanja kako rešiti to nalogo, naj mi prosim pomaga.
Hvala.
Astronavt z maso 110kg se odpravi iz vesoljske postaje (space walk). Ko začne opravljati
sprehod po vesolju ugotovi, da se je pozabil pripeti na vrv, ki bi povezovala vesoljsko postajo in
astronavta. Ostal pa je še povezan s komunikacijskim kablom dolžine 100m. Komunikacijski kabel
se strga pri sil 5N. Izračunaj ali se bo kabel strgal ali ne? Predpostavi da je višina orbite veliko
manjša kot pa je radij Zemlje. Predpostavi še, da Zemlja, vesoljska ladja in astronavt ležijo na
premici in, da se astronavt nahaja na večji razdalji od Zemlje kot vesoljsko plovilo.
- premaknil iz Znanost in tehnologija: kitzbrado ()
Zero0ne ::
Če naredim tvojo nalogo, dobim tvojo diplomo? 
Nič podatkov ne manjka. Astronavt je višje od postaje, torej orbitira počasneje. Izračunati moraš, s kakšno silo ga bo kabel zavrl (zavrl glede na postajo, pospešil glede na zemljo), ko se od postaje oddalji za 100m.
Podatki:
Povprečen radij zemlje je 6 371 800 m
Formula za orbitalno hitrost je v=\sqrt{\frac{G\times{}M}{r}} (napaka se odpravlja)
GM je standardni gravitacijski parameter, gravitacijska konstanta pomnožena z maso nebesnega telesa. Njegova vrednost za Zemljo je 398600.4418 km3s-2, torej 3.986004418\times{}10^{14}m^3s^{-2} (napaka se odpravlja) v elementarnih enotah. r je radij orbite, računan od središča Zemlje (in ne od površja Zemlje, torej je to radij zemlje + višina orbite)
Torej, vzameš recimo, da je postaja v orbiti 300km nad Zemljo - orbitalni radij 6 671 800 m - astronavt pa začne 10m nad njo - 6 671 810 m. Izračunaj razliko njune hitrosti in jo pomnoži z s-1 - to je astronavtov pospešek stran od postaje. Z osnovno kinematiko nato izračunaj njegovo hitrost, ko je oddaljen 100m. V tem trenutku (recimo v 0.01s) ga kabel zavre z hitrostjo, nasprotno enako njegovi hitrosti glede na postajo. torej je sila nanj (in na kabel) F=m_{astronavt}\times{}a (napaka se odpravlja). Če je večja od 5N, se kabel strga.
Privzel sem seveda popolnoma okroglo orbito, popoln vakuum in popolno linearno oddaljevanje astronavta.
Nič podatkov ne manjka. Astronavt je višje od postaje, torej orbitira počasneje. Izračunati moraš, s kakšno silo ga bo kabel zavrl (zavrl glede na postajo, pospešil glede na zemljo), ko se od postaje oddalji za 100m.
Podatki:
Povprečen radij zemlje je 6 371 800 m
Formula za orbitalno hitrost je v=\sqrt{\frac{G\times{}M}{r}} (napaka se odpravlja)
GM je standardni gravitacijski parameter, gravitacijska konstanta pomnožena z maso nebesnega telesa. Njegova vrednost za Zemljo je 398600.4418 km3s-2, torej 3.986004418\times{}10^{14}m^3s^{-2} (napaka se odpravlja) v elementarnih enotah. r je radij orbite, računan od središča Zemlje (in ne od površja Zemlje, torej je to radij zemlje + višina orbite)
Torej, vzameš recimo, da je postaja v orbiti 300km nad Zemljo - orbitalni radij 6 671 800 m - astronavt pa začne 10m nad njo - 6 671 810 m. Izračunaj razliko njune hitrosti in jo pomnoži z s-1 - to je astronavtov pospešek stran od postaje. Z osnovno kinematiko nato izračunaj njegovo hitrost, ko je oddaljen 100m. V tem trenutku (recimo v 0.01s) ga kabel zavre z hitrostjo, nasprotno enako njegovi hitrosti glede na postajo. torej je sila nanj (in na kabel) F=m_{astronavt}\times{}a (napaka se odpravlja). Če je večja od 5N, se kabel strga.
Privzel sem seveda popolnoma okroglo orbito, popoln vakuum in popolno linearno oddaljevanje astronavta.
uname -o
Zgodovina sprememb…
- spremenil: Zero0ne ()
mali_kmet ::
Najprej bi se ti iskreno zahvalil, ker si si vzel čas za tole nalogo :)
še vedno pa mi nekatere stvari niso najbolj jasne:
če sta obe hitrosti konstantni in različno veliki, ne razumem kako lahko eno telo glede na drugo, pospešuje. niti to mi ni jasno, kako lahko hitrost pomnožiš z s-1 in dobiš pospešek?
tukaj je mišljena celotna hitrost, ki znaša okoli 28000 km/h, ali hitrost astronavta glede na postajo, ki je 0,745 m/s?
v tem primeru je pospešek a=v/0,01s ali pospešek, ki ga ima astronavt glede na postajo, ki naj bi znašal 0,00556181 m/s2
jaz sem izračunal, tako kot sem te razumel in je prišel rezultat 8203,5 N, kar se mi zdi malo pretirano.
če pa ne upoštevam tega:
in izračunam F=ma; F=110kg * 0,00556181m/s2, dobim silo 6,12N, katera se mi zdi, da ustreza rešitvi, torej kabel se pretrga.
zelo bi ti bil hvaležen, če bi mi odgovoril na ta vprašanja, saj o fiziki nimam dosti pojma, v srednji sem jo komaj speljal, zdaj pa morem opravit ta zagovor, če hočem napredovati v 2. letnik faksa :)
še vedno pa mi nekatere stvari niso najbolj jasne:
Izračunaj razliko njune hitrosti in jo pomnoži z s-1 - to je astronavtov pospešek stran od postaje.
če sta obe hitrosti konstantni in različno veliki, ne razumem kako lahko eno telo glede na drugo, pospešuje. niti to mi ni jasno, kako lahko hitrost pomnožiš z s-1 in dobiš pospešek?
Z osnovno kinematiko nato izračunaj njegovo hitrost, ko je oddaljen 100m.
tukaj je mišljena celotna hitrost, ki znaša okoli 28000 km/h, ali hitrost astronavta glede na postajo, ki je 0,745 m/s?
V tem trenutku (recimo v 0.01s) ga kabel zavre z hitrostjo, nasprotno enako njegovi hitrosti glede na postajo. torej je sila nanj (in na kabel) F=m_{astronavt}\times{}a.
v tem primeru je pospešek a=v/0,01s ali pospešek, ki ga ima astronavt glede na postajo, ki naj bi znašal 0,00556181 m/s2
jaz sem izračunal, tako kot sem te razumel in je prišel rezultat 8203,5 N, kar se mi zdi malo pretirano.
če pa ne upoštevam tega:
Z osnovno kinematiko nato izračunaj njegovo hitrost, ko je oddaljen 100m. V tem trenutku (recimo v 0.01s) ga kabel zavre
in izračunam F=ma; F=110kg * 0,00556181m/s2, dobim silo 6,12N, katera se mi zdi, da ustreza rešitvi, torej kabel se pretrga.
zelo bi ti bil hvaležen, če bi mi odgovoril na ta vprašanja, saj o fiziki nimam dosti pojma, v srednji sem jo komaj speljal, zdaj pa morem opravit ta zagovor, če hočem napredovati v 2. letnik faksa :)
Zgodovina sprememb…
- spremenil: mali_kmet ()
Zero0ne ::
če sta obe hitrosti konstantni in različno veliki, ne razumem kako lahko eno telo glede na drugo, pospešuje. niti to mi ni jasno, kako lahko hitrost pomnožiš z s-1 in dobiš pospešek?
Se opravičujem. Če razmišljaš linearno, kot predpostavlja ta naloga, je njuna relativna hitrost seveda konstantna.
tukaj je mišljena celotna hitrost, ki znaša okoli 28000 km/h, ali hitrost astronavta glede na postajo, ki je 0,745 m/s?
Vrv je pritrjena na postajo, torej računaš hitrost glede na postajo.
V tem trenutku (recimo v 0.01s) ga kabel zavre z hitrostjo, nasprotno enako njegovi hitrosti glede na postajo. torej je sila nanj (in na kabel) F=m_{astronavt}\times{}a.
v tem primeru je pospešek a=v/0,01s
Drži.
F=ma; F=110kg * 0,00556181m/s2, dobim silo 6,12N, katera se mi zdi, da ustreza rešitvi, torej kabel se pretrga.
Ne, v tem primeru je pospešek kvocient tvoje konstantne hitrosti in časa zaviranja. In če je čas zaviranja samo stotinka sekunde, bo tudi pri 0.745\frac{m}{s} (napaka se odpravlja) pospešek enak 74.5\frac{m}{s^{2}} (napaka se odpravlja).
Torej:
F=m\times{}a (napaka se odpravlja)
F=110kg\times{}\frac{0.745\frac{m}{s}}{0.01s}=8195N (napaka se odpravlja)
Lahko pa recimo vzameš za zaviralni čas eno sekundo (npr če je vrv elastična) in imaš posledično stokrat manjšo silo. Ali pa zmanjšaš začetno razliko med radijema orbit, in tako zmanjšaš relativno hitrost. Odprta naloga, veliko je variabel, ki si jih moraš izmisliti sam.
uname -o
T-h-o-r ::
zero on, daj razloži, kako se uporablja te formule tu na forumu? pa enote pa ulomke pa to
Why have a civilization anymore
if we no longer are interested in being civilized?
if we no longer are interested in being civilized?
Zero0ne ::
zero on, daj razloži, kako se uporablja te formule tu na forumu? pa enote pa ulomke pa to
[st.latex SEM PRIDE LATEX KODA]
uname -o
Zero0ne ::
No zdajle sem se spravil računat za ta primer, kot sem ga dal v prvem postu.
Torej, razlika hitrosti, če je postaja v 300km okrogli orbiti, astronavt pa v okrogli orbiti 10m nad njo:
\Delta{}v=\sqrt{\frac{3.986004418\times{}10^{14}m^{3}s^{-2}}{6671800m}}-\sqrt{\frac{3.986004418\times{}10^{14}m^{3}s^{-2}}{6671810m}}=0.00579260\frac{m}{s}=0.579260\frac{cm}{s} (napaka se odpravlja)
In sila pri zaviranju:
F=m\times{}a=110kg\times{}\frac{0.00579260\frac{m}{s}}{0.01s}=63.7186N (napaka se odpravlja)
Tukaj bi bila sila v primeru, da bi zaviral celo sekundo in ne stotinko, daleč pod toleranco kabla.
Torej, razlika hitrosti, če je postaja v 300km okrogli orbiti, astronavt pa v okrogli orbiti 10m nad njo:
\Delta{}v=\sqrt{\frac{3.986004418\times{}10^{14}m^{3}s^{-2}}{6671800m}}-\sqrt{\frac{3.986004418\times{}10^{14}m^{3}s^{-2}}{6671810m}}=0.00579260\frac{m}{s}=0.579260\frac{cm}{s} (napaka se odpravlja)
In sila pri zaviranju:
F=m\times{}a=110kg\times{}\frac{0.00579260\frac{m}{s}}{0.01s}=63.7186N (napaka se odpravlja)
Tukaj bi bila sila v primeru, da bi zaviral celo sekundo in ne stotinko, daleč pod toleranco kabla.
uname -o
Zgodovina sprememb…
- spremenil: Zero0ne ()
Vredno ogleda ...
| Tema | Ogledi | Zadnje sporočilo | |
|---|---|---|---|
| Tema | Ogledi | Zadnje sporočilo | |
| » | Matematika - pomoč (strani: 1 2 3 )Oddelek: Šola | 26797 (23372) | daisy22 |
| » | Trigonometrične enačbeOddelek: Šola | 2968 (2542) | ta_ki_tke |
| » | fizika:navpični met!!!!Oddelek: Šola | 2106 (1778) | Mavrik |
| » | Matematika, kaj pa drugega..Oddelek: Šola | 1247 (937) | TekO |
| » | [fizika] enakomerno pospešeno gibanjeOddelek: Šola | 4354 (4277) | roli |